Introdução ao MongoDB
MongoDB é um sistema de banco de dados NoSQL orientado a documentos, que armazena dados em um formato semelhante ao JSON, chamado BSON. É conhecido por sua flexibilidade e escalabilidade, tornando-o uma escolha popular para aplicativos modernos e em tempo real.
1. Elementos do MongoDB
- Database: É o contêiner de alto nível que armazena coleções de documentos. Um único servidor MongoDB pode conter vários bancos de dados.
- Collections: São agrupamentos de documentos, semelhantes às tabelas em bancos de dados relacionais. Uma coleção pode conter documentos com esquemas diferentes.
- Documentos: São registros individuais armazenados em uma coleção, representados em formato BSON. Cada documento possui um campo "_id" único que atua como chave primária.
2. Primeiros passos com MongoDB
2.1. Instalação
Embora haja duas formas de instalação para o mongoDB (container ou pacote de sistema), sugiro fortemente instalar utilizando o container.
2.1.1. Usando containers
Para rodar o mongodb utilizando containers, primeiro precisamos baixar a imagem do container:
docker pull mongodb/mongodb-community-server:6.0-ubi8
Note que o comando acima configura a versão 6.0-ubi8 do mongodb. Tipicamente
utilizamos a tag latest para esse tipo de imagem. Infelizmente, essa tag não
está disponível para essa imagem.
A seguir, vamos rodar o container com:
docker run --name mongodb -d -p 27017:27017 mongodb/mongodb-community-server:6.0-ubi8
Isso vai fazer com o que mongodb fique disponível na porta 27017. A partir
de agora, você pode interagir com a instância do mongodb utilizando o
mongosh. A instalação do mongosh estará na próxima seção.
2.1.2. Instalando o pacote do mongodb
Usar o mongodb instalando o pacote é tão simples quanto usar o seu gerenciador de pacotes para instalá-lo e posteriormente iniciar um serviço do systemd
Primeiro vamos instalar os pacotes necessários:
- Arch Linux
- Ubuntu
paru -S mongodb-bin mongosh-bin
# Adiciona chave publica do repositório ao apt
wget -qO - https://www.mongodb.org/static/pgp/server-3.0.asc | sudo apt-key add -
# Adiciona o repositório do mongodb à lista de sources
echo "deb http://repo.mongodb.org/apt/ubuntu precise/mongodb-org/3.0 multiverse" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb-org-3.0.list
# Atualiza os repositórios do apt
sudo apt update
# Instala o metapacote mongodb-org
sudo apt install mongodb-org
A seguir, habilite o serviço do mongodb usando:
sudo systemctl enable --now mongodb
2.1.3. Mongosh
Para testar nossa instalação e seguir para a etapa de operações e comandos básicos do mongodb, você deve executar o mongo shell; esta é a aplicação de terminal que permite a interação com o seu banco de dados mongodb.
mongosh
2.2. Operações básicas
Atenção!! Os comandos abaixo só vão funcionar se você estiver rodando o mongosh
Lembrando que, para rodar o mongosh, use:
mongosh
2.2.1. Conectar ao MongoDB:
mongosh "mongodb://localhost:27017"
2.2.2. Listar bancos de dados:
show dbs
2.2.3. Listar coleções:
show collections
2.2.4. Sair do mongosh:
exit
2.2.5. Criar um banco de dados:
use nomeDoBancoDeDados
2.2.6. Criar uma coleção:
db.createCollection("nomeDaColecao")
2.2.7. Inserir documentos:
db.nomeDaColecao.insertOne({ chave: "valor", chave2: "valor2" })
db.nomeDaColecao.insertMany([{ chave: "valor3" }, { chave2: "valor4" }])
2.2.8. Buscar documentos:
db.nomeDaColecao.find({})
db.nomeDaColecao.find({ chave: "valor" })
db.nomeDaColecao.find( { chave: { $in: [ "oi", "tchau" ] } } )
db.movies.find( { countries: "Mexico", "imdb.rating": { $gte: 7 } } )
db.movies.find( {
year: 2010,
$or: [ { "awards.wins": { $gte: 5 } }, { genres: "Drama" } ]
} )
2.2.6. Atualizar documentos:
db.nomeDaColecao.updateOne({ chave: "valor" }, { $set: { chave2: "novoValor" } })
db.nomeDaColecao.updateMany({}, { $set: { chave3: "valorComum" } })
2.2.7. Excluir documentos:
db.nomeDaColecao.deleteOne({ chave: "valor" })
db.nomeDaColecao.deleteMany({ chave3: "valorComum" })
Lembre-se de substituir nomeDoBancoDeDados, nomeDaColecao, chave,
valor, etc., pelos nomes e valores apropriados para o seu caso de uso
específico.
2.3. Utilizando o pymongo
Para instalar a biblioteca de python para uso síncrono do mongoDB, instale-a com:
pip install pymongo
A seguir, crie um arquivo .py e preencha-o com o código abaixo:
from pymongo import MongoClient
# Conexão com o MongoDB
client = MongoClient('mongodb://localhost:27017/')
db = client['meu_banco']
# Inserção de documentos
colecao = db['minha_colecao']
colecao.insert_one({'nome': 'João', 'idade': 30})
colecao.insert_many([{'nome': 'Maria', 'idade': 25}, {'nome': 'Pedro', 'idade': 35}])
# Busca de documentos
for doc in colecao.find({'idade': {'$gt': 30}}):
print(doc)
# Atualização de documentos
colecao.update_one({'nome': 'João'}, {'$set': {'idade': 31}})
# Exclusão de documentos
colecao.delete_one({'nome': 'Pedro'})
# Criação de um índice TTL
colecao.create_index([('data_criacao', 1)], expireAfterSeconds=3600)
Neste exemplo, utilizamos a biblioteca PyMongo para interagir com o MongoDB. Primeiro, conectamos ao banco de dados e criamos uma coleção. Em seguida, realizamos operações de inserção, busca, atualização e exclusão de documentos. Por fim, criamos um índice TTL para que os documentos sejam automaticamente excluídos após uma hora.
3. Desempenho
3.1. Desempenho de busca (índices)
Indexes são estruturas de dados especiais que melhoram a velocidade das operações de busca. Sem índices, o MongoDB precisa realizar uma varredura completa da coleção para encontrar os documentos correspondentes. Com índices, o MongoDB pode limitar a busca a uma parte menor dos dados.
3.2. Index TTL (Time to live)
O Index TTL é um recurso que permite definir um tempo de vida para os documentos. Após o período especificado, os documentos são automaticamente excluídos do banco de dados. Isso é útil para dados que têm relevância temporária, como sessões de usuário ou logs.